鍋爐尾部煙道煙氣三維流場的數(shù)值模擬及均流裝置的研究.pdf

1、電廠鍋爐尾部煙道由于轉(zhuǎn)彎以及變截面致使煙道內(nèi)含灰煙氣流的速度場和飛灰顆粒濃度場分布不均，進(jìn)而造成煙道和換熱器的積灰和磨損以及換熱器的換熱不均等問題，對(duì)電廠的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行造成威脅。因此，研究鍋爐尾部煙道內(nèi)流場的分布特性以及尋找均流方案顯得尤為重要。
　　 國內(nèi)外針對(duì)彎道內(nèi)流體的流動(dòng)特性進(jìn)行了一系列的試驗(yàn)和數(shù)值模擬研究，但是大多集中研究小截面尺寸的管道，對(duì)于像鍋爐尾部彎曲煙道這樣的大截面尺寸研究比較少;針對(duì)稀疏氣固兩相流的分析大多集

2、中在速度分布特性上，對(duì)于固相的濃度分布特性的研究也比較少;針對(duì)不規(guī)則變截面彎曲煙道內(nèi)流動(dòng)特性的研究也比較零散。此外，煙道內(nèi)均流裝置優(yōu)化研究大多針對(duì)除塵器以及SCR反應(yīng)器入口均流問題，對(duì)于尾部煙道加裝換熱器的均流研究比較少，且均流優(yōu)化中僅考慮了煙氣速度場的優(yōu)化，往往忽略飛灰顆粒濃度場的優(yōu)化。
　　 本文采用CFD數(shù)值模擬方法建立了水平轉(zhuǎn)豎直鍋爐尾部等截面彎曲煙道計(jì)算模型，分析了彎曲煙道內(nèi)含灰煙氣流的速度場和飛灰濃度場的分布特性，并

3、研究了入口煙氣速度、飛灰顆粒加載量兩個(gè)邊界條件以及彎曲比、截面高寬比兩個(gè)煙道結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)煙道內(nèi)流動(dòng)特性的影響規(guī)律;建立了豎直轉(zhuǎn)水平等截面彎曲煙道的計(jì)算模型，并對(duì)比分析了兩種彎頭走向形式下煙道內(nèi)飛灰濃度場的分布特性;針對(duì)工程實(shí)際中兩種常見的鍋爐尾部變截面彎曲煙道進(jìn)行數(shù)值模擬，分析了煙道內(nèi)的含灰煙氣流的速度場以及飛灰濃度場的分布情況，尋找煙道內(nèi)易于積灰以及換熱器的磨損和換熱不均的位置;通過調(diào)整煙道結(jié)構(gòu)以及加裝導(dǎo)流板的方法，對(duì)異型彎頭變截面煙道

4、進(jìn)行煙氣速度場以及飛灰濃度場的均流優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　 本文研究表明，入口邊界條件和煙道結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)等截面彎曲煙道內(nèi)含灰煙氣流的流動(dòng)特性產(chǎn)生一定的影響，在不同的入口煙氣速度下，煙道各截面中心交線上的無量綱速度沿?zé)o量綱半徑的分布曲線幾乎完全一致;隨著飛灰顆粒加載量的增加，含灰煙氣流的速度分布以及飛灰顆粒濃度分布的均勻性惡化;彎曲煙道曲率比對(duì)彎曲段流場特性的影響十分明顯，到達(dá)下游直段時(shí)影響作用逐漸減小;隨著截面高寬比的增加，煙道內(nèi)速度和飛